二恶英的生成特性.ppt

前言 二噁英及多氯联苯乃是联合国环境规划署(UNEP)列管亟须加强管制的持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs)。一般所称二噁英类化合物(Dioxin-like congener)泛指17种含2,3,7,8氯键结的二噁英，呋喃 (PCDD/Fs)及12种平面型多氯联苯 (PCBs) 。 二噁英的特性 由于二噁英各物种其毒性皆不相同，一般毒性当量之计算系以2,3,7,8-TCDD的TEF值为基准(系数为1.0) 。 毒性当量系数 (TEFs) for PCDD/F and PCB congeners 二噁英的特性（续） 二噁英物质的化学稳定性高，不易被光或微生物分解，化学分解亦只限于去氯作用，而其双苯环结构在＞750℃的高温环境下方可被摧毁。 氯化程度较低的二噁英具有较长的C-H键，因此较易受到光、生物或化学的分解及转化作用，所以含氯数较低的二噁英较不稳定。 各国大气中二噁英的主要来源 二噁英对人体的危害：以乌克兰总统 Victor Yushchenko 为例 blood and tissue registered concentrations of dioxin 1,000 times above normal levels 台湾二噁英排放管制标准 台湾地区一般废弃物处理趋势 台湾一般废弃物清理近年重要回顾 垃圾处理：垃圾妥善处理率由1995年65.12％，提升至2006年99.77％，垃圾处理已由掩埋方式逐渐为以焚化为主，采焚化处理者占垃圾清运量的比率为83％，卫生掩埋处理者占17％。 资源回收：总资源回收量由民国88年21.5万吨逐年增加至2006年210万吨，回收率由1.9％增为27.2％。 台湾垃圾焚化厂历年发电量 废弃物焚化厂操作状况 废弃物焚化过程的二噁英控制 减少焚化系统的二噁英排放，可朝三个方向努力： 1.减少炉内形成 (1)减少进料中含氯成分： (2)燃烧完全 ： 炉体必须符合混合均匀、停留时间在1.5秒以上的条件。且燃烧区的最低温度必须在600～650oC以上，高于此温度则二噁英破坏的趋势大于生成；当温度达到900℃以上则二噁英将被完全摧毁。 对于可能生成二噁英的前驱物质，如氯苯、氯酚及其它氯化物，必须完全破坏。 烟道气中氯酚（CIP）与二噁英的相关性 2.避免炉外低温再合成 注入抑制剂：毒化促使二噁英生成的催化物质，亦可与HCl反应而降低生成二噁英所需的氯源。 在烟道气添加胺类、石灰类及含硫物质等抑制剂。 藉由此类物质与生成二噁英所需的氯源、前驱物、催化金属等化合物进行一连串的化学反应。 如使Cl2 转变为HCl，降低生成二噁英所需的氯源或毒化促使二噁英生成的催化物质，以达到中断二噁英生成的途径或减缓二噁英生成的速率。 国内事业废弃物焚化厂进料中添加硫粉对烟道气中二噁英生成效率的影响 硫对二噁英生成的抑制机制 添加硫后可减缓De Novo 合成反应进而抑制二噁英的生成，其抑制机制有二种： 硫将主要的氯化剂(Cl2)转换成HCl，抑制芳香族取代反应的发生，进而降低二噁英前驱物的生成。 硫份(CS2或SO2)与迪亚康反应中主要的催化剂CuO反应，使其转化为CuSO4，降低催化活性。 2.避免炉外低温再合成 （续） 淬冷设计： 由于废热回收锅炉之设置，在此单元废气温度缓慢降至450~250℃后排出，此温度范围正是二噁英生成的高峰区。 利用绝热淬冷室在少于一秒的时间将排气由450℃骤冷至150℃以下，可有效降低二噁英的生成。 APCD之操作温度： 集尘设备（如静电集尘器）收集的大量飞灰，提供二噁英再合成反应(De Novo)所需的碳源、金属催化剂及活化位置。若温度控制不当(大于200℃以上)，则二噁英会大量生成。 静电集尘器操作温度对戴奥辛生成浓度的影响(Everaert and Baeyens, 2002) 国内某MWI烟道气中二噁英浓度变化特性(静电集尘器) 3.去除已生成的二噁英 (1) 活性碳注入法 台湾19座大城市垃圾焚化厂使用活性碳注入作为控制二噁英排放的手段，每月活性碳的使用量达200吨。 目前各厂的活性碳注入量约为50～100 mg/Nm3，过多的活性碳注入反而提供更多的接触面积及碳源，增加二噁英生成量。 由于被活性碳所吸附的二噁英在高温时会脱附逸出，因此活性碳注入系统后端的袋滤式集尘器最好操作在160℃以下。 台湾某MWI二噁英排放特性(活性碳注入) 二噁英于烟道气中粒状物的浓缩现象 不同种类的活性碳对二噁英吸附量的影响 选择性触媒还原法 SCR系统(以V2O5-WO3触媒) 温度条件： 150℃以下，二噁英吸附在触媒表面上(中毒)。 需要把烟道气加热至200~300℃才有利于触媒进行对二噁英的裂解作用。 触媒滤布去除PCDD/